Studi Proteksi Sistem Tenaga Listrik Pada Trafo 1600 kVA ...

Jurnal Mesil (Mesin Elektro Sipil) E-ISSN : 2723-7052 Url: https://ceredindonesia.or.id/index.php/mesil

Vol. 2, No.2, Desember 2021, Hal 28 - 39

Studi Proteksi Sistem Tenaga Listrik Pada Trafo 1600 kVA

Menggunakan Current Relay IWU 2-3

Elvy Sahnur Nasution1, Faisal Irsan Pasaribu2, M. Habib Hidayat3

Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara

Jl. Kapt. Muchtar Basri No. 110-112, Glugur Darat II, Kec. Medan Timur, Medan, Sumatera Utara

Email: [email protected]

ABSTRAK

Seiring dengan perkembangan jaringan sistem tenaga yang dari waktu ke waktu semakin besar

maka diperlukan cara-cara yang lebih efektif yang bisa di gunakan untuk memproteksi sistem

dari gangguan. Sistem proteksi pertama yang dilakukan untuk mengamankan sistem adalah

dengan menggunakan sekering. Kemudian disusul dengan menggunakan rele beban lebih

ataupun tegangan kurang yang kemudian diikuti oleh berkembangnya sistem proteksi dengan

rele arus lebih. PT. Charoen Pokphand Indonesia KIM 2 Medan, mendapatkan suplai dari PLN

dengan kapasitas daya listrik 4670 kVA yang terdiri dari 5 buah trafo 1600 kVA. Masing-

masing trafo dipasang Over Current Relay (OCR) sebagai proteksi trafo terhadap gangguan

jalur distribusi sisi sekunder unit trafo. Setting rele saat ini 4A, Dengan kapasitas trafo 1600

kVA pada tegangan primer sebesar 20.000 kV dan tegangan sekunder 400 Volt, dipasang

sebuah OCR (Over current relay) yang digunakan untuk memproteksi trafo dari gangguan short

circuit antar fasa yang terdapat pada beban berkapasitas 827,385 kW. Pada jalur sisi sekunder

trafo yang terhubung ke beban dipasang sebuah CT (Current Transformer) dengan ratio 2500:5

dan CB (Circuit Breaker) dengan nilai In sebesar 1500 A. Dari hasil perhitungan di atas terlihat

bahwa data yang ada di lapangan masih dalam kondisi yang sesuai, sehingga dapat di simpulkan

bahwa secara keseluruhan seting OCR yang ada di lapangan masih dalam kondisi baik.

Kata kunci: Sistem Proteksi, OCR dan Trafo 1600 Kva

ABSTRACT

Along with the development of the power system network which is getting bigger from time to

time, more effective ways are needed that can be used to protect the system from interference.

The first protection system that is done to secure the system is by using a fuse. Then followed by

using an overload relay or under voltage relay which was followed by the development of a

protection system with an overcurrent relay. PT. Charoen Pokphand Indonesia KIM 2 Medan,

gets supplies from PLN with an electric power capacity of 4670 kVA consisting of 5 1600 kVA

transformers. Each transformer is installed with Over Current Relay (OCR) as transformer

protection against disturbances in the distribution line of the secondary side of the transformer

unit. 4A current relay setting, With a transformer capacity of 1600 kVA at a primary voltage of

20,000 kV and a secondary voltage of 400 volts, an OCR (Over current relay) is installed which

is used to protect the transformer from short circuit interruptions between phases contained in a

load with a capacity of 827.385 kW. On the secondary side of the transformer connected to the

load, a CT (Current Transformer) is installed with a ratio of 2500: 5 and a CB (Circuit

Breaker) with an In value of 1500 A. From the results of the above calculations, it can be seen

that the data in the field is still in a suitable condition, so it can be concluded that the overall

OCR settings in the field are still in good condition.

Keywords: Protection System, OCR and Transformer 1600 kVA

https://ceredindonesia.or.id/index.php/mesil

1. PENDAHULUAN

PT. Charoen Pokphand Indonesia Tbk (CPIN) bergerak dalam bidang pakan ternak,

pengembangbiakan dan budidaya ayam pedaging bersama dengan pengolahannya, makanan

olahan, pelestarian ayam dan daging sapi termasuk unit cold storge, penjualan pakan unggas,

ayam dan daging sapi, dan bahan dari sumber hewani di dalam wilayah Negara republik

Indonesia maupun di luar negara sejauh diizinkan oleh undang-undang yang telah ditetapkan.

Perusahaan mulai beroprasi secara komersial pada tahun 1972. Grand Tribute Corporation

adalah entitas induk utama perusahaan dan anak perusahaan.

Seiring dengan perkembangan jaringan sistem tenaga yang dari waktu ke waktu semakin

besar maka diperlukan cara-cara yang lebih efektif yang bisa di gunakan untuk memproteksi

sistem dari gangguan. Sistem proteksi pertama yang dilakukan untuk mengamankan sistem

adalah dengan menggunakan sekering. Kemudian disusul dengan menggunakan rele beban

lebih ataupun tegangan kurang yang kemudian diikuti oleh berkembangnya sistem proteksi

dengan rele arus lebih. Sebelum teknologi jenis- jenis rele lain berkembang, rele arus lebih

inilah rele proteksi yang pertama dan paling sederhana yang banyak digunakan untuk

memproteksi jaringan sistem tenaga listrik. Dalam perkembangan waktu rele proteksi ini

kemudian berkembang mulai dari penerapan sederhana menggunakan satu rele hingga

beberapa rele yang diatur secara bertingkat berdasarkan besarnya arus gangguan yang

berbeda-beda sesuai letak gangguan. Proteksi arus bertingkat ini dimaksudkan agar rele-rele

tersebut bisa mengatasi gangguan secara diskriminatif sesuai dengan letak gangguan.

Disamping itu faktor lain yang perlu di perhatikan agar sebuah rele arus lebih dapat bekerja

secara tepat dan stabil maka perbedaan antara arus hubung singkat minimum dengan arus

beban maksimum harus cukup besar. Hal tersebut diperlukan agar rele arus lebih tersebut

tidak boleh bekerja terhadap arus beban lebih maksimum. Pada dasarnya rele arus lebih dapat

diklasifikasikan atas dua kategori, yaitu rele arus lebih biasa atau non-direksional dan rele

arus lebih yang dilengkapi dengan elemen arah.

Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan, maka penulis mengambil judul

penelitian “Studi Proteksi Sistem Tenaga Listrik Pada Trafo 1600 kVA Menggunakan

Current Relay IWU 2-3”

2. LANDASAN TEORI

2.1. Pengertian Dasar Proteksi

Secara umum pengertian dari proteksi ialah cara untuk mencegah atau membatasi

kerusakan peralatan terhadap gangguan, sehingga kelangsungan penyaluran tenaga listrik

dapat dipertahankan. Tegangan menengah ialah pengaman yang terdapat pada sel-sel

tegangan menengah. Penyulang tegangan menengah ialah penyulang tenaga listrik yang

berfungsi untuk mendistribusikan tenaga listrik tegangan menengah (6 kV-20 kV) yang

terdiri dari :

Saluran udara tegangan menengah (SUTM)

Saluran kabel tegangan menengah (SKTM)

2.2. Transformator

Transformer merupakan suatu peralatan listrik yang berfungsi untuk memindahkan dan

mengubah tenaga listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya, dengan

frekuensi yang sama dan perbandingan transformasi tertentu melalui sesuatu gandeng

magnet. Tranformator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, dimana

perbandingan tegangan antara sisi perimer dan sisi sekunder berbandung lurus dengan

perbandingan jumlah lilitan dan berbanding terbalik dengan perbandingan arusnya.



Gambar 2. Transformator Energi

2.3. Perinsip Kerja Transformator

Transformator terdiri atas dua buah kumparan yang bersifat induktif. Kedua kumparan ini

terpisah secara elektris namun berhubungan secara magnetis melalui jalur yang memiliki

reluktansi rendah. Apa bila kumparan perimer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak

balik, maka fluks bolak balik akan muncul di dalam inti yang di laminasi. Karena kumparan

tersebut membentuk jaringan tertutup, maka mengalirlah arus perimer. Akibat adanya fluks

di kumparan primer, maka di kumparan primer terjadi induksi dan terjadi pula induksi di

kumparan sekunder karena pengaruh induksi dari kumparan primer atau disebut sebagai

induksi bersama yang menyebabkan timbulnya fluks magnet di kumparan sekunder. Maka

mengalirlah arus sekunder jika rangkaian sekunder dibebani, sehingga energi listrik dapat

ditranfer keseluruhan.

Gambar 2. Rangkaian transformer

Berdasarkan hukum Faraday yang menyatakan magnitude dari electromotive force (emf)

proporsional terhadap perubahan fluks terhubung dan hukum Lenz yang menyatakan arah

dari emf berlawanan dengan arah fluks sebagai reaksi perlawanan dari perubahan fluks

tersebut didapatkan persaman :

e = −(𝑑𝛹

𝑑𝑡) (2.1)

Dimana :

e = emf sesaat (instantaneous emf)

Ψ = fluks terhubung (linked flux)

Dan pada transformer ideal yang dieksitasi dengan sumber sinusoidal berlaku persamaan:

E = 44,4 × Φm × N × f (2.2)

Dimana :

E = Tegangan (rms)

N = jumlah lilitan




Φm = fluks puncak (peak flux)

f = frekuensi

2.4. Potential Transformator

Transformer juga dapat digunakan dalam sistem instrumentasi listrik. Karena transformer

kemampuan untuk meningkatkan atau turun tegangan dan arus, dan listrik isolasi yang

mereka berikan, mereka dapat berfungsi sebagai cara untuk menghubungkan peralatan listrik

tegangan tinggi, sistem tenaga arus tinggi. Misalkan kita ingin secara akurat mengukur

tegangan 13,8 kV sebuah power sistem.

Gambar 3. Aplikasi Instrumentasi Potensi transformator skala tegangan tinggi ke nilai aman

diterapkan pada voltmeter konvensional.

Potensial transformer dirancang untuk memberikan seakurat tegangan rasio stepdown .

Untuk membantu dalam regulasi tegangan yang tepat, beban seminimal mungkin, voltmeter

dibuat untuk memiliki impedansi masukan yang tinggi sehingga menarik sedikit arus dari

PT. Seperti yang anda lihat,pada gambar 2.3 sumbu telah terhubung secara seri dengan

gulungan primer PT, untuk keselamatan dan kemudahan memutus tegangan dari PT.

2.5. Tipikal Relay Proteksi Dan Sistem Rele

Relay tipe solidstate memiliki keunggulan dalam akurasi waktu, sensor frekuensi, dan

untuk sistem yang butuh keputusan logic yang lebih dari satu, seperti proteksi ‘pilot’.

Solidstate umumnya digunakan pada sistem tenaga tegangan rendah dimana rele dan PMT

keduanya merupakan satu kesatuan.

Gambar 4. Tipikal representatip rele proteksi yang dipergunakan bagi proteksi sistem

tenaga.




2.6. Kecepatan

Fungsi utama dari suatu sistem proteksi adalah mengisolir gangguan dari sistem tenaga

sesegera mungkin yang dapat dilakukan. Tujuan utamanya adalah untuk menjaga

kontinyuitas suplai dengan cara memutuskan setiap gangguan sebelum gangguan tersebut

menyebabkan sistem kehilangan sinkronisasinya, yang akan mengakibatkan penghentian

operasi pembangkit. Pembebanan pada sistem akan menghasilkan pergesran fasa

antara tegangan pada berbagai titik pembebanan dan karenanya dapat meningkatkan

probabilitas kehilangan sinkronisasi pada saat sistem mengalami guncangan akibat adanya

gangguan. Semakin cepat gangguan diisolir semakin besar.

kemungkinan pembebanan sistem. Dalam Gambar 2.10 diperlihatkan tipikal relasi antara

pembebanan sistem dan waktu pemutusan gangguan untuk berbagai tipe gangguan. Dapat

dilihat bahwa, gangguan fasa memiliki pengaruh yang lebih besar terhadap stabilitas sistem

bila dibanding dengan gangguan tanah. Oleh karena itu diperlukan waktu pemutusan yang

lebih cepat.

Gambar 5. Tipikal besar daya yang dapat ditransmisikan sebagai fungsi dari waktu

pemulihan.

Tidak cukup hanya untuk menjaga stabilitas sistem, kerusakan yang tidak diharapkan

harus pula dihindari. Daya rusak dari semburan akibat gangguan membawa arus yang sangat

besar yang dapat mengakibatkan konduktor tembaga terbakar atau melelehkan laminasi inti

transformator atau mesin-mesin elektrik dalam waktu singkat. Meski lokasinya jauh dari

sumber gangguan itu sendiri, arus gangguan yang sangat besar dapat menimbulkan

kerusakan pada pembangkit bilamana gangguan ini dibiarkan lebih dari beberapa menit.

Terlihat bahwa peralatan proteksi harus beroperasi sesegera mungkin. Kecepatan menjadi hal

penting, namun pertimbangan ekonomis tetap menjadi perhatian. Oleh karena alasan

tersebut, sistem distribusi yang tidak begitu terpengaruh oleh kecepatan operasi sistem

proteksi biasanya menggunakan metoda perbedaan waktu pada sistem proteksinya, namun

pada sistem transmisi EHV memerlukan peralatan proteksi yang memiliki kecepatan operasi

tingggi, pertimbangan penentuan kecepatan operasi hanya dipengaruhi oleh faktor kebenaran

operasi relay.

2.7. Relay Arus Lebih (Over Current Relay)

Relay arus lebih bekerja berdasarkan adanya kenaikan arus yang melebihi suatu nilai

pengaman yang telah ditentukan dan dalam jangka waktu yang telah ditetapkan. Relay arus

lebih akan pick up jika besar arus melebihi nilai setting. Pada proteksi tranformator daya,

relay arus lebih digunakan sebagai tambahan bagi relay differensial untuk memberikan

tanggapan terhadap gangguan luar. Relay ini digunakan untuk mengamankan peralatan

terhadap gangguan hubungan singkat antar fasa, hubung singkat satu fasa ke tanah dan

beberapa hal dapat digunakan sebagai pengaman beban lebih.




Gambar 6. Over current rele IWU 2-3

Unit BFI dilengkapi dengan independen atas (f>) dan di bawah pengawasan frekuensi

(frekuensi yang diukur secara terus-menerus dibandingkan dengan nilai referensi yang

ditetapkan.Untuk pengawasan frekuensi, durasi siklus dievaluasi sehingga pengukuran

hamper tidak tergantung pada harmonik.

3. METODOLOGI PENILITIAN

3.1. Peralatan

Peralatan yang digunakan untuk melakukan penelitian Studi Proteksi Sistem Tenaga

Listrik Pada Trafo 1600 KVA Menggunakan Current Relay IWU 2-3, antara lain :

Sistem instalasi tenaga kelistrikan di PT Charoen Pokphand Indonesia KIM 2 Medan

Data total beban di PT Charoen Pokphand Indonesia KIM 2 Medan

3.2. Pengambilan Data

Pengambilan data dilakukan dengan melakukan observasi sistem tenaga listrik di PT

Charoen Pokphand Indonesia serta melakukan studi terhadap hal-hal yang berkaitan dengan

penelitian penulis. Pengambilan data ini dilakukan sebagai pembanding antara data primer

dengan data yang dimiliki pihak perusahaan.

Data yang diperlukan meliputi :

Data sistem kelistrikan (Single Line Diagram) PT Charoen Pokphand Indonesia.

Data jumlah beban.

Data penggunaan rasio CT dan Over Current Relay

3.3. Pengolahan Data

Pengolahan data dilakukan dengan metode dan rumusan – rumusan yang berkaitan dengan

apa yang akan di analisa. Jika pada saat proses pengolahan data dirasa kurang lengkap maka

dilakukan proses pengumpulan data ulang guna melengkapi kekurangan data yang diolah.

3.4. Analisis

Analisa data merupakan salah satu langkah penting dalam penelitian, terutama bila

digunakan sebagai generalisasi atau simpulan tentang masalah yang diteliti. Dalam

melakukan analisa nantinya, akan dilakukan dengan menggunakan metode persamaan, yaitu




persamaan dasar daya listrik. Dalam metode ini besarnya In (arus nominal) di PT Charoen

Pokphand Indonesia akan diperoleh dengan memperhitungkan daya trafo dan tegangan

kerjanya. Disisi lain, penulis akan melakukan analisa setting ampere yang efisien sebagai

tolak ukur over current relay dalam melakukan proteksi trafo di PT Charoen Pokphand

Indonesia.

3.5. Metodologi Pengambilan Data

Start

Studi Kasus

Input Data

Rekapitulisasi Data dari persamaan

Iset(Isek CT) = 1,3 × Ibeban penuh × 1/CT

Setelan Rele Arus Lebih Sesuai

Selesai

Over Current

Relay Bagus

YA

TIDAK

Gambar 7. Diagram alir studi

4. ANALISA DAN PEMBAHASAN

PT. Charoen Pokphand Indonesia KIM 2 Medan, mendapatkan suplai dari PLN dengan

kapasitas daya listrik 4670 KVA yang terdiri dari 5 buah trafo 1600 KVA. Masing-masing

trafo dipasang Over Current Relay (OCR) sebagai proteksi trafo terhadap gangguan jalur

distribusi sisi sekunder unit trafo. Setting rele arus lebih saat ini adalah sebesar 4 A, dan akan

dilakukan analisa kesesuian arus setting over current relay berdasarkan data-data yang

penulis gunakan.

150 kV/20kV

BUSBAR 20KV

TRAFO 1 TRAFO 2 TRAFO 3 TRAFO 4 TRAFO 5

ACB

2500 A

ACB

2500 A

ACB

2500 A

ACB

2500 A

ACB

2500 A

BUSBAR OUT

GOING 380 VAC

MIXER A MIXER B PELET HAMMER

MILL

HAMMER

MILL

STOOLZ

DRIER GA

CB

100A

CB

100A

CB

100A

CB

100A

CB

100A

CB

100A

Kapasitor Bank

900 kVArKapasitor Bank

900 kVAr

Kapasitor Bank

900 kVAr

Kapasitor Bank

900 kVAr

CB

100A

20kV / 380V 20kV / 380V 20kV / 380V 20kV / 380V 20kV / 380V

1600 KVA 1600 KVA 1600 KVA 1600 KVA 1600 KVA

KUBIKEL

TR 5

KUBIKEL

TR 4

KUBIKEL

TR 3

KUBIKEL

TR 2

KUBIKEL

TR 1

Gambar 8. Diagram satu garis sistem tenaga di PT. Charoen Pokphand Indonesia




Data dari penelitian yang akan dianalisa adalah data dari single line diagram area PT.

Charoen Pokphand Indonesia KIM 2 Medan, yang diawali dengan perhitungan beban

maksimum, menghitung arus ganguan yang mengalir pada transformator daya pada keadaan

normal, serta menghitung arus dengan pembebanan yang ditetapkan adalah sebesar 110%.

Data transformator daya yang digunakan di PT. Charoen Pokphand Indonesia KIM 2 Medan.

Transformator Daya Merk : UNINDO, STANDARD IEC 76/SPLN-50

Rated Capacity : 1600 KVA

Phase : 3 Phasa

Frequency : 50 Hz

Impedance Voltage : 6%

Nominal Current (A) : - Primary = 46,2 Ampere -Secondary = 2309,4 A

Nominal Voltage (V) : - Primary = 20000 Volt - Secondary = 400 Volt

Cooling System : ONAN

Type Of Oil : Mineral – Oil

Temperature Rise (°C) : - Oil = 60 - Winding = 65

Insulation Level : 125 Kv

Data beban yang digunakan diperusahaan PT Charoen Pokphand Indonesia KIM 2 Medan

dapat dilihat pada Tabel 4.1 dibawah ini:

Tabel 1. Data Beban Pada Transformator

Nama Volt Arus Rata-rata (Ampere) Daya Total (KW) Cos Phi

Transformator 1 390 1441 827.385 0.85

Transformator 2 390 1323 759.633 0.85

Transformator 3 388 1200 693.540 0.85

Tranformator 4 388 1253 732.592 0.87

Tranformator 5 392 1173 720.611 0.88

4.1. Singel Line Diagram Over Current Relay

CT

OCR

CB

TRAFO

20KV/400V

KUBIKEL 20 KV

PMT

LOAD

Gambar 9. Single line diagram instalasi over current relay pada unit transformator 5




Dengan kapasitas trafo 1600 KVA pada tegangan primer sebesar 20.000 KV dan tegangan

sekunder 400 volt, dipasang sebuah OCR (Over current relay) yang digunakan untuk

memproteksi trafo dari gangguan short circuit antar fasa yang terdapat pada beban

berkapasitas 827,385 KW. Pada jalur sisi sekunder trafo yang terhubung ke beban dipasang

sebuah CT (Current Transformer) dengan ratio 2500:5 dan CB (Circuit Breaker) dengan nilai

In sebesar 1500A.

Pemasangan CT pada Busbar 400V

Pemasangan CT pada instalasi tenaga merupakan solusi untuk menambahkan proteksi.

Terlihat pada gambar dibawah ini bagaimana konstruksi sebuah CT dipasang.

Cara pemasangannya yaitu sisi primer CT dihubungkan dengan busbar di panel MDP.

Sedangkan sisi sekunder yang mengeluarkan arus maksimal 5A dihubungkan dengan OCR

seperti gambar berikut:

R

S

T

b 7 1 8 2 10 3 11 a 6 12 4

PIN TERMINAL OCR

CT

CT

CT

Gambar 10. Rangkaian pemasangan CT pada terminal OCR

Pada gambar 4.3 diatas terlihat 3 buah CT dipasang pada busbar 3 fasa yaitu fasa R, fasa

S, dan fasa T. 3 buah CT yang dipasang kemudian dihubungkan pada pin terminal OCR,

dengan ketentuan sebagai berikut.

CT 1 yang terpasang pada fasa R, sisi primer dipasang pada pin b dan sisi sekundernya

dipasang pada pin 7

CT 2 yang terpasang pada fasa S, sisi primer dipasang pada pin 1 dan sisi sekunder

dipasang pada pin 8

CT 3 yang terpasang pada fasa T, sisi primer dipasang pada pin 2 dan sisi sekunder

dipasang pada pin 10

4.2. Analisis Arus Gangguan Hubung Singkat

Analisis ini dilakukan untuk menentukan setting rele arus lebih. Kondisi operasi normal

yang dirasakan oleh rele sebagai adanya gangguan arus lebih adalah pada saat motor start.

Kondisi operasi normal terberat yang diperhitungkan dalam analisis unjuk kerja sistem

pengaman arus lebih adalah pada saat motor terbesar start. Kondisi operasi motor start ini

merupakan keadaan tiga fasa seimbang. Oleh karena itu analisis unjuk kerja rele terhadap

operasi start motor adalah unjuk kerja rele arus lebih gangguan fasa. Jika motor mengalami

start yang berat karena dikopel dengan beban yang memiliki torsi cukup besar, maka waktu

start yang dibutuhkan untuk mencapai kecepatan nominal dapat menjadi lebih lama.

Penyetelan waktu rele arus lebih dipenyulang motor seharusnya 25-30 detik dengan kurva

karakteristik rele arus lebih jenis seketika (instantenous) yang bekerja terlebih dahulu jika




terjadi gangguan hubung singkat. Menurut IEEE Std C37.96-2000 memberikan standar

bahwa selisih waktu start 5-10 detik dan 5 detik untuk motor dengan waktu start lebih dari 10

detik. Dengan ketentuan ini, maka waktu kerja rele di penyulang motor yang diinginkan

terhadap operasi start adalah 30 detik.

Rele arus lebih jenis waktu seketika digunakan sebagai pelindung dari gangguan hubung

singkat di penyulang motor. Berdasarkan IEEE Std C37.96-2000, rele ini dapat diset antara

165% - 250% dari arus rotor terkunci (Locked Rotor Current/ LRA). Namun biasanya

ditambahkan sebesar 10% - 25% sebagai faktor aman ketika setting arus dihitung. Namun

penyetelan arus tersebut diusahakan tidak terlalu jauh dibandingkan arus kontribusi

maksimum motor ketika terjadi gangguan hubung singkat.

Pada skripsi ini menggunakan standar ANSI/IEEE sehingga untuk mendapatkan baik waktu

kerja rele maupun nilai TMS tiap kurva rele dapat menggunakan persamaan.

T = (𝑨

𝑴𝒑−𝟏+ 𝑩) × 𝑻𝑴𝑺

M adalah pembagian dari arus gangguan hubung singkat pada sisi sekunder trafo arus

(CT) terhadap setting arus (MTVC – Multiple of Tap Value Current). Sedangkan untuk

konstanta A, B dan p untuk masing-masing karakteristik di atas dapat dilihat pada tabel (2.3).

Perhitungan arus setting dan TMS masing-masing rele arus lebih waktu terbalik yang

dikombinasikan dengan rele arus lebih waktu seketika dipenyulang motor jalur trafo 1 dapat

diuraikan dengan persamaan (2.4).

Untuk beban motor pada trafo 1, Ibeban penuh = 1441 A.

Ratio perbandingan trafo arus (Current Transformer/CT) = 2500/5.

Iset(Isek CT) = 1,3 × Ibeban penuh × 1/CT

= 1,3 × 1441 × 1/(2500/5)

= 3,7466

Maka rele arus lebih dapat diset pada tap = 4, yang mendekati dari nilai 3,7466. Besarnya

arus start beban motor pada trafo 1 adalah 1441 A pada sisi primer trafo trafo arus dan 2.88 A

pada sisi sekunder trafo arus.

Waktu kerja rele yang diinginkan terhadap operasi beban motor adalah 30 detik sehingga

nilai TMS dengan menggunakan kurva karakteristik rele arus lebih jenis long time inverse

diperoleh :

TMS = t + 2,18

[ (5,61

I𝑠𝑡𝑎𝑟𝑡/I𝑠𝑒𝑡)2.09 – 1 ]

= 30 + 2,18

[ (5,61

2,88/4)2.09 – 1 ]

TMS = 2,60

Dipilih nilai 3 detik

4.3. Koordinasi Setelan Relai Proteksi

Pada perhitungan setelan relai arus lebih OCR dimulai dari sisi primer, selanjutnya feeder

arsitek, dan outgoing trafo (sisi sekunder trafo).

Setelan arus lebih pada sisi primer

Setelan arus lebih pada sisi primer harus dikoordinasikan dengan penyetelan OLR

(Thermal Overload Relay). Sesuai dengan data teknik, didapatkan bahwa daya kontrak di PT

Charoen Pokphand Indonesia KIM 2 Medan adalah sebesar 4670 KVA yang terdiri dari 5

unit trafo. Untuk memfokuskan penelitian, penulis hanya mengambil 1 unit trafo sebagai

acuan dalam melakukan penelitian., yaitu trafo 1. Trafo 1 merupakan jalur yang memiliki




pembebanan terbesar dari unit trafo lainnya, yaitu sebesar 1441 ampere dengan daya 827.385

kw. Maka arus daya kontrak dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

IDaya kontrak = P Pelanggan

√3×V

=4003

4670

x

= 740,6820,692

4670 A

Dengan persamaan (2.32) maka Iset untuk relai adalah :

ISet = 1,8 × I Daya kontrak

= 1,8 × 6,740

= 12,132 A

Nilai setelan ini adalah nilai setelan untuk sisi primer, untuk nilai setelan di sisi sekunder

dapat dihitung dengan persamaan berikut :

IS OCR = I set

Rasio CT , dimana Rasio CT = 2500:5 =500

= 500

132,12

=24,264 atau setara dengan 25 Ampere.

5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan perhitungan dan pengujian yang telah dilakukan dapat dikatakan bahwa :

Dari hasil perhitungan di atas, nampak bahwa data yang ada di lapangan masih dalam

kondisi yang sesuai (perbedaannya tidak terlalu jauh), sehingga dapat disimpulkan

bahwa secara keseluruhan setting OCR yang ada di lapangan masih dalam kondisi baik.

Untuk menghitung arus setting digunakan arus nominal/arus beban puncak dan nilai

ratio Current transformer (CT) yang terpasang, hal ini mengikuti persamaan Iset(Isek CT)

= 1,3 × Ibeban penuh × 1/CT.

Setelan relai berdasarkan perhitungan yang dibuat menggunakan karakteristik long time

inverse, dimana hal ini dikarenakan waktu kerja rele di penyulang motor yang

diinginkan terhadap operasi start adalah 30 detik.

Over current relay IWU 2-3 bekerja dengan cara melakukan proteksi pada trafo dari

arus lebih sisi sekunder, dimana waktu (TMS) rele bekerja bervariasi sesuai kebutuhan

waktu dan nilai setting proteksi yang telah diatur.

5.2. Saran

Penelitian ini masih menngunakan alat manual yaitu kalkulator dan software manual yaitu

microsoft Excel, sebaiknya penelitian selanjutnya menngunakan MATLAB atau ETAP.

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Zulkarnaini, Saiful, Suwandi A, 2016 “Analisa Perhitungan Setting Over

current Relay Pada Transformator Daya Area Lukit Di Emp Malacca Strait SA”.

[2]. Agung Nugroho. 2015 “Evaluasi Koordinasi Setting Relay Proteksi OCR Pada jarigan

Distribusi Daya Pemakaian Sendiri di PT Indonesia Power Unit pembangkit

Semarang Tambak Lorok Blok I Dengan Etap 7.5.

[3]. Surati. 2015.” Analisis Perhitungan Arus dan Wsktu Pada Relay Arus Lebih (OCR)

sebagi Peroteksi Trafo Daya Di Gardu Induk Cawang Lama Jakarta”,




[4]. Fajar Pranayuda. 2012“Analisis Penyetelan Proteksi Arus Lebih Penyulang Cimalaka

di gardu Induk 70 kV Sumedang”

[5]. Indra Baskara,I W. Sukerayasa, W.G.Ariastina. 2015 “Studi Koordinasi Peralatan

proteksi OCR dan GFR Pada Penyulang Tibubeneng “

[6]. Khalik AI Ridha. 2016 Evaluasi Koordinasi Relay Arus Lebih (OCR) dan Gangguan

Tanah (GFR) Pada Gardu Induk Garuda Sakti Pekanbaru”

[7]. A.Kurniati,2011 “Analisa relay arus lebih dan relay gangguan tanah pada sadewa GL

cawing”.


Studi Proteksi Sistem Tenaga Listrik Pada Trafo 1600 kVA ...

Documents

Transcript of Studi Proteksi Sistem Tenaga Listrik Pada Trafo 1600 kVA ...